-
Geliş tarihi: 08.04.2018 Kabul tarihi: 03.12.2018 Yayımlanma
tarihi: 31.01.2019
Elementary Education Online, 2019; 18(1): pp. 207-225
İlköğretim Online, 2019; 18(1): s. 207-225. [Online]:
http://ilkogretim-online.org.tr
doi: 10.17051/ilkonline.2019.527203
Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak Hazırladıkları
Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin Çoklu Gösterimler
Açısından İncelenmesi1
Investigation of Multiple Levels of Representations in
Students’
Written Argument using Virtual Chemistry Laboratory
Fatma Yaman, Yozgat Bozok Üniversitesi, [email protected]
ORCID: 0000-0002-4014-3028 Öz. Bu çalışmada, öğrencilerin yazılı
argümanlarındaki çoklu seviyedeki gösterimleri (makroskobik,
mikroskobik, sembolik) incelenmiştir. Bu bağlamda, öğrencilere
sanal kimya laboratuvarı argümantasyon tabanlı bilim öğrenme (ATBÖ)
yaklaşımı kullanılarak uygulanmıştır. Çalışmada nitel araştırma
yaklaşımı kullanılmış ve doküman incelemesi yapılmıştır. Çalışmanın
örneklemini 77 sınıf öğretmen adayı oluşturmaktadır. Çalışmada,
öğrencilerin ATBÖ yaklaşımına uygun olarak hazırladıkları
laboratuvar raporları veri toplama aracı olarak kullanılmıştır.
Fiziksel ve kimyasal değişimler konusunda hazırlanan 10 ATBÖ
etkinliği 4 haftada uygulanmıştır. Öğrencilerin 156 laboratuvar
raporu, çalışma için geliştirilen rubrikle değerlendirilmiştir.
Analiz sonucunda, öğrencilerin çoklu gösterimler arasında en fazla
sembolik seviyeyi kullandıkları ve sembolik seviyedeki
gösterimlerin makroskobik ve mikroskobik seviyedeki gösterimler
arasında bir köprü görevi gördüğü ortaya çıkmıştır. Ayrıca,
öğrencilerin çoklu seviyedeki gösterimleri daha çok gözlem kısmında
kullanmalarına rağmen kanıt ve yansıtma kısımlarında daha
bağlantılı bir şekilde kullandıkları tespit edilmiştir. Bu sonuç
doğrultusunda, kimyadaki çoklu gösterimlerin birbiriyle bağlantılı
olarak kullanması için öğrencilerin bu gösterimleri iddia ve
kanıtlarına destek amaçlı olarak kullanmaları ve bu gösterimlerin
anlamlarını yansıtmaları konusunda cesaretlendirilmesi
önerilmektedir. Anahtar Sözcükler: Sanal kimya laboratuvarı,
argümantasyon tabanlı bilim öğrenme yaklaşımı, kimyadaki çoklu
gösterimler (makroskobik, mikroskobik, sembolik) Abstract. This
study investigated multiple levels of representation (the
macroscopic, microscopic, symbolic levels) in students’ written
arguments. In this context, students were implemented the Science
Writing Heuristic approach (SWH), which is an argument-based
approach to science inquiry, using virtual chemistry laboratory.
Qualitative research was used, and document analysis was done in
the study. The participations of the study consisted of 77
pre-service elementary teachers. Students’ lab reports prepared
using the template of the SWH approach were used as data
instrument. Ten SWH activities on chemical and physical changes
were implemented in four weeks. Students’ 156 laboratory reports
were evaluated using a rubric prepared for this study. The analysis
result revealed that students predominantly used the symbolic level
of representation and used it as a mediator between the macroscopic
and the microscopic levels. Moreover, it was determined that even
tough students used more representations in data section, they used
representations in a connected manner in evidence and reflection
sections. In line with the results, the study suggests that
students need to be encouraged to use representations as evidence
to support their claims and to reflect the meaning of these
representations. Keywords: Virtual chemistry laboratory, the
science writing heuristic approach, multiple levels of
representations (macroscopic, microscopic, symbolic)
1 Bu çalışmanın bir kısmı, Elazığ’da düzenlenen 5. Ulusal Kimya
Eğitimi Kongresi’nde sözlü bildiri olarak sunulmuştur.
http://ilkogretim-online.org.tr/http://dx.doi.org/10.17051/io.2015.85927mailto:[email protected]
-
208 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
SUMMARY
Introduction
Multiple levels of representations are seen as a key model to
teach and do research in chemistry education. There are a
considerable amount of studies having positive results and
representing multiple levels simultaneously using various format
such as computer animations, simulations and videos. However, the
findings of the other studies show that despite the efforts of the
teachers and instructions, students do not always understand the
role of representations.
Research has shown that students should be provided with
opportunities to develop their abilities to construct and generate
representations, and instruction should include opportunities for
students to perform experiments and discuss with their peers
observed changes using both microscopic and symbolic explanations.
Moreover, a reflection component should be added to help students
interpret and combine different levels of representations, and
students should be encouraged to use these representations as
evidence while supporting their claims. Therefore, this study aimed
to investigate how students’ multiple level of representations
constructed in their written arguments when students were provided
an environment including these opportunities.
Method
Qualitative research was used, and document analysis was done in
the study. Seventy-seven pre-service elementary teachers who
enrolled in a university in the middle area of Anatolia
participated the study. The study lasted in four weeks with every
laboratory session lasting two hours in each week. Ten SWH
activities on chemical and physical changes topic were implemented.
Student template of the SWH approach including beginning question,
test, claim, evidence, reading and reflection sections were used as
data instrument. In this context, students’ 156 lab reports were
evaluated in terms of multiple levels of representations (the
macroscopic, microscopic and symbolic level of representations),
and how these representations were connected in their written
arguments were determined regardless of where they were
located.
When students’ written arguments were analyzed in terms of
multiple level of representations, the macroscopic level (MAS) was
categorized as entities and phenomena that are tangible and
observable in the world or matter that has bulk properties; the
microscopic level (MIS) was categorized as moving atoms, molecules,
and ions, as well as atomic structure of matter or bonding theory;
and symbolic level (SYS) was categorized as matter chemical
reactions are symbolized by equations, diagrams, and molecular
structure drawings.
When analyzing the type of representations, criteria of how many
different levels of representations were used in the text and how
many of the representations were connected to each other to explain
the same topic or concept were used as two criteria. In this
context, when the students only used one of three representational
levels, macroscopic (MAS), microscopic (MIS), or symbolic (SYM) to
explain the concept or topic, it was considered to be a single
level of representation. If they used two or three different levels
of representation to explain the same topic or concept, it was
considered that they used “two-connected levels of representation”,
and “three-connected levels of representation”, respectively.
Independent analysis was conducted to ensure validity of the
study. In this context, three laboratory reports randomly were
chosen and given to another researcher who is expert in chemistry
education and multiple representations. After an inter-rater
reliability of the analysis, 85% similarity was found between
results.
-
209 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
Results
After analyzing students’ multiple levels of representations,
three assertions were emerged from the study. The first assertion
is related to symbolic level and how important it is in students’
written arguments. Students predominantly used symbolic level of
representations (52%) as one type of representation and used the
symbolic and the macroscopic level (97%) as two connected level of
representations in their writings. Moreover, students made
connections between the symbolic, macroscopic, and microscopic
level of representations. As a result, the symbolic level is a key
representation among the others and it has an important role for
connecting representations to each other. The second assertion is
about how symbolic level played a pivotal role in students’
writing. In other words, students used symbolic level of
representation as a mediator between macroscopic and symbolic
levels of representations. In this context, the students connected
chemical equations, drawings and symbols with the macroscopic level
representations that showed color change, gas release, or the
solubility of substances, and microscopic level of representations
including atoms, ions, molecules, and bonding. The third assertion
is students used more connected representations in their evidence
and reflection sections. When students’ representations
investigated, it is seen that students used more representations in
data section. In this context, students used 32,7 % representations
in data section, % 29,1 and % 21,1 representations in evidence and
reflection sections, respectively. As a result, the number of
representations decreased in evidence and reflection sections, but
students used representations in a more connected manner. In the
light of the findings, we speculate that students may choose
representations that they used in evidence and reflection
sections.
Discussion and Conclusion
This study focused on how students’ multiple level of
representations constructed in their written arguments. The results
showed that students predominantly used the symbolic level of
representations and used it as a mediator among the others.
Moreover, students used more connected representations in their
evidence and reflection sections. Chemistry is inherently a
representational and symbolic discipline, and it can act as a
bridge between the macroscopic and the microscopic explanations by
simultaneously representing both. In connecting multiple level of
representations, students used logical statements with the
appropriate language, and they identified, analyzed, interpreted,
and generated one or more representations and used these as
evidence to support their claims. Therefore, the study suggests
that students need to be encouraged to use representations as
evidence to support their claims and to reflect the meaning of
these representations.
-
210 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
GİRİŞ
Kimya eğitiminde, makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviye
arasındaki ilişkiler anahtar bir role sahiptir (Gilbert ve
Treagust, 2009). Çoklu seviye arasındaki ilişkiler, öğrencilerin
kimyanın doğasını anlamasının önünde bir engel olarak
gösterilmektedir ve öğrencilere bu seviyeler arasında bir ilişki
kurulmasına yardım edildiğinde, onların kavramsal anlamalarının
gelişmesine fayda sağlayacağı ifade edilmektedir (Gabel, 1999).
Bununla beraber, araştırmalar öğrencilerin bu üç seviyeyi anlamada,
uygulamada ve bunların birbiri arasında geçiş sağlamada zorluklara
sahip olduğunu göstermiştir (Ardaç ve Akaygun, 2004; Gabel, 1999;
Gilbert ve Treagust, 2009; Nahkleh ve Krajcik, 1994). Bu sorunlar,
öğrencilerin makroskobik seviyede yeterince deneyime sahip
olmamaları, sembolik seviyeyi bir iletişim aracı olarak
kullanmadaki yetersizlikleri, mikroskobik seviyedeki olayları
görselleştirmedeki yetersizlikleri ve bu gösterimler arasında geçiş
yapmadaki yetersizlikler olarak sıralanabilir (Gabel, 1999; Gilbert
ve Treagust, 2009; Taber, 2009, 2013). Yapılan araştırmalar
öğrencilerin uygun yazma ve konuşma etkinliklerini içeren
uygulamalı ortamlarda bu gösterimleri kendilerinin üretmelerini,
kullanmalarını ve yansıtmalarını önermektedir (Ardaç ve Akaygun,
2004; Hinton ve Nahkleh, 1999 Kozma ve Russell, 1997). Bu bağlamda,
öğrencilere bu fırsatları sunan öğrenme ortamlarında yürütülecek
çalışmalara ihtiyaç duyulduğu söylenebilir.
İlgili alan yazın, öğrencilerin çoklu gösterimlerle ilgili
kavramsal anlamalarını kolaylaştırmak ve artırmak amacıyla yapılan
bilgisayar destekli çalışmalarda (Ardaç ve Akaygun, 2004; Treagust
ve Chandrasegaran, 2009) öğrencilere bu çoklu gösterimlerin eş
zamanlı olarak gösterilmesinin onların anlamalarına katkı
sağlayacağını rapor etmiştir ve öğrenci merkezli yaklaşımları
kullanan bazı çalışmalar da benzer olumlu sonuçlara ulaşmıştır
(Jaber ve BouJaoude, 2012). Diğer taraftan, yapılan araştırma
sonuçları; öğretmen ve yapılan bilgisayar destekli eğitime rağmen,
öğrencilerin bu çoklu gösterimlerin rolünü her zaman öğretmenin
beklediği şekilde anlamadıklarını (Treagust, Chittleborough ve
Mamiala, 2003); kimyasal denklemleri makroskobik seviyede ne anlama
geldiğini anlamadan ezberlemeye yatkın olduklarını ve bilgisayar
ortamında bu üçlü seviyeyi içeren modellerin kullanılmasının,
öğrencilerin bunları sürekli olarak ilişkilendirecekleri anlamına
gelmediğini göstermiştir (Ardaç ve Akaygun, 2004). Ayrıca,
öğrencilere bu çoklu gösterimleri kullanmaları için uygun fırsatlar
verilmesi gerektiği (Hinton ve Nakhleh, 1999) ve öğrencilerin kendi
deneylerini kendilerinin yapmaları ve arkadaşlarıyla makroskobik
seviyede gözlenen değişimlerin mikroskobik ve sembolik seviyedeki
açıklamaları tartışmaları önerilmektedir (Treagust ve
Chandrasegaran, 2009). Bu durum, öğrencilere araştırma sorgulamaya
dayalı tartışma yöntemleri kullanılarak eş zamanlı olarak
makroskobik, mikroskobik ve sembolik olayların gösterilmesine
fırsat veren çalışmalara ihtiyaç duyulduğunu göstermektedir. Mevcut
literatür incelendiğinde, bu tür bir ortam sağlandığında
öğrencilerin bu gösterimleri nasıl kullandıklarını araştıran
sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu bağlamda, bu çalışmada,
öğrencilere kimyadaki çoklu gösterimleri sanal kimya laboratuvarı
ortamında eş zamanlı sunup bu gösterimleri tartışma (argüman),
sonucunda nasıl yapılandırdıkları incelenmeye çalışılacaktır.
Çalışmada, bu ortamın sağlanması için argümantasyon tabanlı bilim
öğrenme (ATBÖ) yaklaşımı kullanılmıştır.
KURAMSAL ÇERÇEVE
Kimyadaki Çoklu Gösterimler (Makroskobik, Mikroskobik ve
Sembolik Seviye)
Kimyadaki kavramsal anlamalar, olayları ve olguları makroskobik,
mikroskobik ve sembolik seviyede göstermeyi ve bu gösterimler
arasında geçişler yapmayı içermektedir. Bu bağlamda, makroskobik
seviyedeki olaylar gözlenebilir, somut ve günlük hayatta ya da
laboratuvarlarda tecrübe ettiğimiz gerçek olayları içermektedir
(Gabel, 1999; Johnstone, 1982; Treagust ve diğerleri, 2003;
Chandrasageran ve diğerleri, 2008). Mikroskobik seviye, maddeleri
atom, iyon ve molekül gibi parçacık düzeyinde (Chandrasegaran ve
diğerleri, 2008; Johnstone, 1982) ya da maddelerin atomik yapısını
veya bağlanma teorisini (Hinton ve Nakhleh, 1999) açıklamayı
içermektedir. Sembolik seviyedeki gösterimler ise kavram ve
fikirleri kimyasal ve
-
211 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
matematiksel işaretlerle sergilemektedir (Johnstone, 1982;
Talanquer, 2011). Bu bağlamda, sembolik seviye kimyasal
denklemleri, diyagramları, moleküler yapı çizimleri, modelleri,
bilgisayar animasyonları ve matematiksel hesaplamaları içermektedir
(Nakhleh ve Krajcik, 1994, Talanquer, 2011).
Makroskobik seviye gerçek ve gözlenebilirken, sembolik seviye
bir gösterimdir. Mikroskobik seviye ise gözlenemeyecek kadar küçük
varlıklarla ilgilendiği için gerçek ve gözlenebilir gösterimlerin
arasında bir yerdedir. Bu nedenle, kimyacılar bu varlıkların
davranışlarını ve karakterlerini açıklayabilmek için gösterimleri
kullanmaktadır (Chandrasegaran ve diğerleri, 2008; Chittleborough,
2014).
Argümantasyon Tabanlı Bilim Öğrenme (ATBÖ) Yaklaşımı
Kimya/fen eğitiminde laboratuvar aktiviteleri merkezi ve önemli
bir role sahiptir. Bu yüzden kimya/fen eğitimcileri, öğrencileri
laboratuvar aktivitelerine katmanın onları daha başarılı yapacağı
görüşünü savunmaktadır. (Acar Sesen ve Tarhan, 2013; Hofstein ve
Lunetta 1982, 2004). Son 30 yılda yapılan araştırmalar, geleneksel
yöntemle işlenen laboratuvar derslerinde öğrencilerin bazı yöntem
ve teknikleri kazanmasına rağmen çok az öğrendiklerini ortaya
çıkarmıştır (Hofstein ve Lunetta 1982; Lazarowitz ve Tamir, 1994).
Bu problemin üstesinden gelmek için üniversite seviyesindeki kimya
laboratuvarlarında araştırma ve iş birliğine dayalı öğretim
stratejileri kullanılmaya başlanmıştır (Keys, Hand, Prain ve
Collins, 1999). ATBÖ yaklaşımı araştırmaya dayalı laboratuvar
kullanılan yaklaşımlardan birisidir. Bu yaklaşım,
araştırma-sorgulama çerçeveli öğrenme ortamlarında argümantasyon
yolu ile bilimsel bilginin üretilmesini sağlayan ve dil pratikleri
ile bilişsel ve üst bilişsel mekanizmaları harekete geçiren bir
uygulamadır.
ATBÖ yaklaşımı öğrencilere, Tablo 1’de gösterildiği üzere bir
öğrenci taslağı sunmaktadır. Bu taslakta öğrenciler, başlangıç
sorularını belirlemekte, bu sorulara uygun bir dizayn hazırlamakta,
iddia ve kanıtlarını oluşturmakta , sonrasında ise en az üç
kaynaktan araştırma yaparak iddia ve kanıtlarını destekleyecek ya
da çürütecek şekilde yansıtmalar yapmaktadır (Günel, Kabatas-Memiş
ve Büyükkasap, 2010; Kıngır, Geban ve Günel, 2013). ATBÖ yaklaşımı,
fen kavramlarının inşaası esnasında dilin kullanıma önem
vermektedir. Bu öğrenme süreci boyunca öğrencilerden kendi
fikirlerini resim, grafik, şekil, denklem ve metin gibi çoklu
gösterimlerle tartışmaları istenmektedir (Hand, Park, Suh ve Bae,
2017).
Tablo 1. ATBÖ öğrenci şablonu
1. Başlangıç Soruları-Sorularım nelerdir? 2. Testler- Ne
yaparım? 3. Gözlemler- Ne gördüm? 4. İddialar- Ne iddia edebilirim?
5. Kanıt- Nasıl bilebilirim? Neden bu tür iddialarda bulunuyorum?
6. Okuma/karşılaştırma- Fikirlerim diğer fikirlerle nasıl
kıyaslanabilir? 7. Yansıtma- Fikirlerim nasıl değişti?
Sanal Kimya Laboratuvarı
Sanal laboratuvarlar, gerçek bir laboratuvarın benzetiminin
yapıldığı, kullanıcılarına gerçek ortamdan daha fazla deney ve daha
detaylı inceleme yapma seçeneği sunan, sayısız benzetim programı
yardımıyla gerçekte çıplak gözle görülemeyen moleküller ve
moleküllerin farklı durumlardaki davranışlarını rahatlıkla
gözlemleyebileceği imkânları sunan öğrenme ortamları olarak
tanımlanabilir (Tatlı ve Ayas, 2013; Winn ve Jackson, 1999). Bu
ortamlar sayesinde kullanıcılar makroskobik, mikroskobik ve
sembolik seviyedeki olayları eş zamanlı olarak inceleme fırsatı
bulurlar. Bu bağlamda, bu çalışmada sanal kimya laboratuvarı
argümantasyon tabanlı bir yaklaşımla uygulanarak öğrencilerin
kimyadaki çoklu gösterimleri yazılı argümanlarında nasıl
yapılandırdıkları anlamaya çalışılmıştır. Çalışmaya yön veren
araştırma soruları aşağıda sunulmuştur:
1) Öğrenciler kaç farklı çeşit çoklu gösterim
kullanmaktadır?
-
212 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
2) Öğrenciler aynı konuyu açıklamak için çoklu gösterimleri
birbiriyle bağlantılı olarak nasıl kullanmaktadır?
3) Öğrenciler argümantasyonun hangi aşamasında bu gösterimleri
daha çok kullanmaktadır?
YÖNTEM
Çalışmada nitel araştırma yaklaşımı kullanılmış ve doküman
incelemesi yapılmıştır (Merriam, 2009; Yıldırım ve Şimşek, 2006).
Çalışmada amaç, araştırılan olguyu ya da durumu derinlemesine
betimle, yorumlama ve katılımcıların bakış açılarını anlama olduğu
için nitel araştırma kullanılmıştır (Yıldırım ve Şimşek, 2006).
Doküman incelemesi, araştırılmak istenen olgu ya da olgular
hakkında yazılı belgelerin incelenmesini kapsamaktadır (Yıldırım ve
Şimşek, 2006). Bu bağlamda, bu çalışmada öğrencilerin ATBÖ
yaklaşımına uygun olarak hazırladıkları laboratuvar raporları
kimyadaki çoklu gösterimler (makroskobik, mikroskobik ve sembolik
gösterimler) açısından derinlemesine incelenmiştir.
Örneklem
Araştırmanın örneklemini, İç Anadolu bölgesinde yer alan bir
üniversitede sınıf öğretmenliği programının birinci sınıfında
öğrenim gören 77 öğretmen adayı oluşturmaktadır. Çalışmanın
örnekleminde 23 erkek, 54 kız öğrenci bulunmaktadır. Çalışma
grubundaki öğretmen adayları 19-21 yaş aralığındadır. Örneklem
grubu, ilgilenilen olguyla ilgili ortalama bir durumu, olayı ya da
kişiyi yansıttığı için amaçlı örneklem yönteminin tipik durum
örneklemesi kullanılarak oluşturulmuştur (Merriam, 2009; Yıldırım
ve Şimşek, 2011). Örneklem grubundaki öğrenciler çalışmaya gönüllü
olarak katılmıştır. Öğretmen adaylarının, öğrendiklerini
öğrettikleri göz önünde bulundurulduğunda, onların öğrencilik
yıllarında ATBÖ yaklaşımının nasıl uygulandığını tecrübe etmeleri
ve çoklu seviyedeki gösterimleri nasıl yapılandırdıkları önem
kazanmaktadır.
İçerik
Sanal kimya laboratuvarı fiziksel ve kimyasal değişimler
konusunda hazırlanmıştır (Tatlı, 2011; Tatlı ve Ayas, 2013). Bu
konunun seçilmesinin nedeni, konunun kimyadaki çoklu gösterimleri
içerecek zenginlikte etkinliklere sahip olmasıdır. Sanal kimya
laboratuvarında, öğrencilerin etkinliklerde kullanılacak
araç-gereçleri ve kimyasal malzemeleri seçebileceği dolaplar
bulunmaktadır. Öğrenciler deney için gerekli güvenlik önlemlerini
aldıktan sonra deneye başlanmaktadır. Aynı zamanda deneylerin
makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviyedeki gösterimleri
bulunmaktadır.
Öğrenciler çalışma boyunca sanal kimya laboratuvarını kullanarak
10 ATBÖ etkinliğine katılmıştır. Bu etkinliklerin 6 tanesi fiziksel
ve kimyasal değişimlere yönelikken, diğer dört tanesi kimyasal
tepkimelerin gruplandırılmasına yöneliktir. Etkinliklerin konuları
ve çoklu gösterimler açısından içerikleri Tablo 2’de verilmiştir.
Bu bağlamda, gerçekleştirilen 10 etkinlikten bir tanesi (yanma
etkinliği) sadece makroskobik seviyede gösterim sunarken, beş
etkinlik (tuzun suda çözünmesi, suyun elektrolizi, sodyum (Na)
metalinin suda çözünmesi, çözünme-çökelme deneyleri,
yükseltgenme-indirgenme reaksiyonu) makroskobik ve sembolik
seviyedeki gösterimleri eş zamanlı sunmuştur. İlaveten, dört
etkinlikte (Çinko (Zn) ve magnezyum (Mg) metallerinin hidroklorik
asit (HCl) ile tepkimesi, bakır (II) sülfat pentahidrat
(CuSO4.5H2O) bileşiğinin ısıtılması, asit-baz tepkimeleri)
makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviyedeki gösterimler eş
zamanlı verilmiştir. Ayrıca, sanal kimya laboratuvarında
öğrencilerin ulaşabileceği teorik bilgiler de mevcuttur. Şekil 1 ve
2’de çözünme-çökelme etkinliğine ait örnekler verilmiştir. Bu
etkinlikte öğrenciler, 6 farklı çözelti (FeCl2.4H2O, Pb(NO3)2,
K2CrO4, NaOH, KI, AgNO3) kullanarak bu maddelerin birbiri
içerisinde çözünüp çözünmediğini ve çökelme meydana gelip
gelmediğini incelemektedir. Ayrıca öğrenciler, bu çözeltilerin
makroskobik ve sembolik boyuttaki gösterimlerini eş zamanlı olarak
da gözlemleyebilmektedir. Etkinlikte öğrencilerin ulaşabileceği
teorik bilgi Şekil 2’de şu şekilde ifade edilmektedir: “Bir
maddenin diğer bir madde içerisinde küçük parçacıklar halinde
homojen olarak dağılmasına
-
213 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
çözünme denir. Bazı metal tuzları suda çok fazla çözünürken,
bazıları ise çok az çözünmektedir. Bir çökelme tepkimesinde belirli
katyonlar ve anyonlar birleşerek çökelek (çökelti) denen ve
çözünmeyen bir katı oluştururlar”.
ŞEKİL 1. Etkinliğin laboratuvar gösterimi ŞEKİL 2. Etkinliğin
makroskobik ve sembolik
seviyedeki gösterimleri
Sanal kimya laboratuvarında kullanılan etkinliklerin
makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviyedeki gösterimler Tablo
2’de gösterildiği gibidir.
Tablo 2. Sanal kimya laboratuvarındaki etkinliklerin
makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviye açısından
incelenmesi
Konu Laboratuvar etkinlikleri
Etkinliklerin MAS, MİS ve SES açısından içeriği
Fiz
ikse
l ve
kim
yas
al d
eğiş
im
Çinko (Zn) levhanın asitle etkileşimi
Zn metali beher içerisindeki HCl çözeltisi içerisine atıldığında
Zn metalinin azalması ve hidrojen gazının açığa çıkması makroskobik
seviyededir (MAS). Olayın moleküler boyutta nasıl gerçekleştiğini
gösteren animasyon sembolik seviyededir (SES). “Çinko levha asit
içerisine atıldığında Zn, fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip
Zn+2ye dönüşürken HCl çözeltisinde bulunan H+ iyonları da gaz
halindeki H2 molekülüne dönüşür” ifadesi mikroskobik seviyededir
(MİS).
Magnezyum (Mg) şeridin asitle etkileşimi
Mg metali beher içerisindeki HCl çözeltisi içerisine atıldığında
Mg metalinin azalması ve hidrojen gazının açığa çıkması makroskobik
seviyededir (MAS). Olayın moleküler boyutta nasıl gerçekleştiğini
gösteren animasyon sembolik seviyededir (SES). “Magnezyum şeritten
koparılan parça asit içerisine atıldığında Mg, fiziksel ve kimyasal
özelliklere sahip Mg+2ye dönüşürken HCl çözeltisinde bulunan H+
iyonları da gaz halindeki H2 molekülüne dönüşür” ifadesi iyonlardan
bahsettiği için mikroskobik seviyededir (MİS).
Bakır (II) sülfat pentahidrat (CuSO4.5H2O) bileşiğinin
ısıtılması
CuSO4.5H2O bileşiğinin ısıtılması sonucunda mavi renginin beyaza
dönmesi ve tekrar havanın nemini alarak mavi renge geri dönmesi
makroskobik seviyededir (MAS). CuSO4.5H2O bileşiğindeki H2O
moleküllerinin ısıtma esnasında molekülden uzaklaşması ve çalkama
esnasında tekrar moleküle geri döndüğünü gösteren animasyon
sembolik seviyededir (SES). “Bakır sülfat su tutma özelliğine sahip
bir bileşiktir. CuSO4.5H2O şeklinde bulunur. Bileşiği ısıttığımızda
su molekülleri (MİS) bileşik yapısından uzaklaştığından renk
beyazlaşır. Soğumasını bekleyip çalkaladığımızda ise havada gaz
halinde bulunan su molekülleri tekrar CuSO4 üzerine tutunarak eski
haline (maviye) dönmesine neden olur” ifadesinde moleküllerden
bahsettiği için mikroskobik seviyededir (MİS).
NaCl tuzunun suda çözünmesi
Tuzun suda çözünmesi makroskobik seviyededir (MAS). Na+ ve Cl-
iyonlarının çevresini saran su moleküllerinin ısınmayla birlikte
uzaklaşmasını gösteren animasyon sembolik seviyededir (SES). Bu
etkinlikte mikroskobik seviyede gösterimler bulunmamaktadır.
-
214 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
Suyun elektrolizi H2O bileşiğinin kendisini meydana getiren
oksijen ve hidrojen gazına ayrışması ve deney tüplerinde toplanan
gazlar makroskobik seviyededir (MAS). Meydana gelen olayın
moleküler boyutta nasıl gerçekleştiğini gösteren animasyon sembolik
seviyededir (SES). Bu etkinlikte mikroskobik seviyede gösterimler
bulunmamaktadır.
Sodyum (Na) metalinin su ile tepkimesi
Na metalinin su tepkimesi sonunda sodyum hidroksit ve hidrojen
gazına dönüşmesi makroskobik seviyededir (MAS). Na metalinin NaOH
ve H2 gazına dönüştüğünü moleküler boyutta gösteren animasyon
sembolik seviyededir (SES). Bu etkinlikte mikroskobik seviyede
gösterimler bulunmamaktadır.
Tep
kim
e tü
rler
i
Yanma tepkimesi Amonyum dikromat bileşiğinin yanması makroskobik
seviyededir (MAS). Bu etkinlikte sembolik ve mikroskobik seviyede
gösterimler bulunmamaktadır.
Çözünme-çökelme tepkimeleri
FeCl2.4H2O (aq), Pb(NO3)2 (aq), K2CrO4(aq), NaOH (aq), KI(aq),
AgNO3 (aq) çözeltilerinden ikisinin birbiriyle karıştırılması
sonunda meydana gelen çözünme-çökelme olayları makroskobik
seviyededir (MAS). Olayın moleküler boyuttaki gösterimini içeren
animasyon ve reaksiyon denklemi sembolik seviyededir (SES). Bu
etkinlikte mikroskobik seviyede gösterimler bulunmamaktadır.
Asit-baz tepkimeleri HCl asit üzerine NaOH ilave edilmesinden
sonra çözeltinin renginin pembeye dönüşmesi makroskobik seviyededir
(MAS). Olayın moleküler boyutta nasıl gerçekleştiğini gösteren
animasyon sembolik seviyededir (SES). “Asitliğe neden olan H+ iyonu
ile bazlığa neden olan OH- iyonunun birleşerek suyu oluşturduğu
reaksiyonlara nötrleşme tepkimeleri denir” ifadesinde iyonlardan
bahsettiği için mikroskobik seviyededir (MİS).
Yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri
Bakır (Cu) çam ağacının gümüş nitrat (AgNO3) çözeltisi içerisine
atılması sonunda çözeltinin renginin maviye dönüşmesi ve çam
ağacının gümüş ile kaplanması makroskobik seviyededir (MAS). Cu çam
ağacı ve AgNO3 çözeltisindeki iyonların yer değiştirdiğini gösteren
animasyon sembolik seviyededir (SES). “Bakır çam ağacı, gümüş
nitrat (AgNO3) çözeltisinde bırakıldığında oluşan reaksiyon
aşağıdaki gibidir. Cu (k) +2 AgNO32Ag(k) + Cu(NO3)2” ifadesi
sembolik seviyededir (SES). Bu deneyde mikroskobik seviyede (MİS)
gösterim bulunmamaktadır.
MAS: Makroskobik Seviye; MİS: Mikroskobik Seviye; SES: Sembolik
Seviye
Sanal kimya laboratuvarında yer alan etkinlikler ATBÖ
yaklaşımında yer alan gözlem kısmındaki gözlemlerin yapılması ve
verilerin toplanması amacıyla kullanılmıştır. Bu bağlamda,
öğrencilerin topladıkları veriler, sanal kimya laboratuvarında
kullanılan deneyler ve içerikleri ile sınırlıdır. Bununla birlikte,
öğrenciler ATBÖ raporlarında sanal kimya laboratuvarında kullanılan
çoklu gösterimleri kullanabilecekleri gibi kanıt kısmında
kendilerinin ürettikleri çoklu gösterimleri, okuma ve yansıtma
kısımlarında iddia ve kanıtlarını desteklemek ya da çürütmek için
çeşitli kaynaklardan buldukları çoklu gösterimleri de
kullanabilmektedir. Çalışma kapsamında, öğrencilerin ATBÖ
raporlarında kullandıkları toplam çoklu gösterimler incelenmiştir.
Çalışmanın asıl amacı ise öğrencilerin ATBÖ raporlarında
kullandıkları çoklu gösterimleri nasıl yapılandırdıklarıdır. Bu
amaç doğrultusunda, öğrencilerin ATBÖ raporlarında kaç farklı çeşit
çoklu gösterim kullandıkları, bu gösterimleri birbiriyle bağlantılı
bir şekilde nasıl kullandıkları ve ATBÖ yaklaşımının hangi
aşamasında bu gösterimleri nasıl ve ne kadar kullandıkları
araştırılmıştır. Bu bağlamda, öğrencilerin sanal kimya
laboratuvarında gösterilen çoklu gösterimlerden ne kadarını ATBÖ
raporuna yansıttıkları özel olarak araştırılmamıştır.
Veri Toplama Araçları ve Analizleri
-
215 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
Çalışmada, veri toplama aracı olarak öğrencilerin hazırladıkları
dokümanlar kullanılmıştır (Merriam, 2009; Yıldırım ve Şimşek,
2006). Bu bağlamda, öğrencilerin uygulama boyunca ATBÖ yaklaşımına
uygun olarak hazırladıkları 154 deney raporu incelenmiştir. Öğrenci
laboratuvar raporu olarak Hand ve arkadaşları (1999) tarafından
geliştirilen, “başlangıç sorusu, yöntem, gözlem, iddia, kanıt,
okuma ve yansıtma” kısımlarını içeren öğrenci şablonu kullanmıştır
(bknz Tablo 1). Bu şekilde öğrenciler, grup arkadaşlarıyla
çalıştıkları konu hakkında tartışma, kendi argümanlarını
laboratuvar etkinlikleri ve yazma stratejileri vasıtasıyla
oluşturma fırsatına sahiptir (Hand, Wallace ve Yang, 2004).
Çalışma, Genel Kimya dersinin normal eğitim-öğretim etkinlikleri
kapsamında yürütülmüştür. ATBÖ laboratuvar raporları tüm
etkinlikler bittikten sonra, dersi alan ve ATBÖ raporlarını vermeye
gönüllü olan öğrencilerden toplanmıştır. Ayrıca, öğrencilerin
gerçek kimlikleri gizlenmiş ve raporları analiz edilirken,
öğrencilere Ö1, Ö2, Ö77 gibi kodlar verilmiştir. Çalışmada analiz
için yapılan kodlamaların güvenirliğini sağlamak amacıyla üç
laboratuvar rapor örneği, kimya eğitimi alanında görev yapan bir
öğretim üyesine gönderilmiş ve kontrol kodlaması yapılarak %85
benzer sonuçlar elde edilmiştir (Miles, Huberman ve Saldana,
2013).
Analiz için, öğrencilerin rapor formatına yazmış oldukları
ifadeler makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviyeler göz önünde
bulundurularak gruplandırılmış, sonrasında veri toplama araçlarında
çoklu gösterimlerin nasıl kullanıldığına bakılmıştır. Bu bağlamda,
betimsel analiz ve içerik analizi yapılmıştır. Tablo 3, yapılan
analizi örnek öğrenci cevaplarını da içerecek şekilde
açıklamaktadır.
Tablo 3. Makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviye analizi
Ço
klu
G
öst
eri
mle
rin
T
ürü
Çoklu Gösterimler
Açıklama Örnek Öğrenci Cevapları
Tek
li G
öst
erim
Makroskobik Seviye (MAS)
Öğrenci laboratuvar raporunda yazılan ifadeler günlük hayatta ya
da laboratuvarlarda tecrübe ettiğimiz gözlemlenebilir ve somuttur
olayları içeriyorsa (Johnstone, 1982), maddenin toplu özelliklerini
açıklamışsa (Nakhleh ve Krajcik, 1994) bu kategoride
incelenmiştir.
*Hidrojen gazı açığa çıktı.
*Çözeltinin rengi sarıya döndü.
*Kahverengi bir çökelek oluştu.
*Asit baz tepkimesinde tuz oluştu.
Mikroskobik Seviye (MİS)
Öğrenci laboratuvar raporunda yazılan ifadeler atom ve
moleküllerin sayılarını, maddenin atomik yapısını ya da bağlanma
teorisini içeriyorsa (Johnstone, 1982) bu kategoride
incelenmiştir.
* H+ iyonları ve OH- iyonları birleşerek suyu oluşturdu.
Sembolik Seviye (SES)
Öğrenci laboratuvar raporunda yazılan ifadeler, eşitlik,
denklem, diyagram, moleküler düzeydeki çizimler, grafik, formüller
ve matematiksel işlemleri içermişse sembolik seviye olarak
gruplandırılmıştır (Johnstone, 1982; Nakhleh ve Krajcik, 1994).
* (NH4)2Cr2O7(k) + O2 Cr2O3 (k) + N2(g) + H2O (g) * Pb(NO3)2,
Mg, Zn, HCl
İkil
i G
öst
erim
ler
Makroskobik-Sembolik Seviye
Öğrenci laboratuvar raporunda yazılan ifadeler, bir konuyu ya da
kavramı açıklamak için günlük hayatta ya da laboratuvarlarda
tecrübe ettiğimiz gözlemlenebilir ve
* Pb(NO3)2(aq) + KI(aq)PbI2(k) + KNO3(aq) Pb(NO3)2 ve KI
çözeltilerini karıştırdık. PbI2 dibe çöktü, KNO3 çözündü.
-
216 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
(MAS-SES) somuttur olayları içeriyorsa (Johnstone, 1982),
maddenin toplu özelliklerini açıklamışsa (Nakhleh ve Krajcik,
1994); aynı zamanda ifadeler, eşitlik, denklem, diyagram, moleküler
düzeydeki çizimler, grafik, formüller ve matematiksel işlemlerini
içermişse, öğrencilerin yazdıkları bu kategoride incelenmiştir.
* CuSO4.5H2O bileşiğini ısıttığımızda mavi renkten beyaz renge
döndüğünü gözlemledik.
Makroskobik-Mikroskobik Seviye
(MAS-MİS)
Öğrenci laboratuvar raporunda yazılan ifadeler, bir konuyu ya da
kavramı açıklamak için ifadeler günlük hayatta ya da
laboratuvarlarda tecrübe ettiğimiz gözlemlenebilir ve somuttur
olayları içeriyorsa (Johnstone, 1982), maddenin toplu özelliklerini
(Nakhleh ve Krajcik, 1994); aynı zamanda atom ve moleküllerin
sayılarını, maddenin atomik yapısını ya da bağlanma teorisini
içeriyorsa (Johnstone, 1982) öğrencilerin yazdıkları bu kategoride
incelenmiştir.
*NaCl suda çözünür (MAS). Kristal halde bağlı olan Na ve Cl
atomları su molekülleri tarafından çözünüyor. Su molekülleri nötr
elektrik yüklüdür fakat bu moleküllerin geometrik yapısından dolayı
kutupsal(polar) özellik gösterir. Bu sayede Na+ ve Cl- iyonları su
moleküllerinin uyguladığı güçlü çekim altında kristal yapısı
bozunur (MİS).
Üçl
ü G
öst
erim
ler
Makroskobik-Mikroskobik-Sembolik Seviye
(MAS-MİS-SES)
Öğrenci laboratuvar raporunda yazılan ifadeler, bir konuyu ya da
kavramı açıklamak için ifadeler günlük hayatta ya da
laboratuvarlarda tecrübe ettiğimiz gözlemlenebilir ve somuttur
olayları içeriyorsa (Johnstone, 1982), maddenin toplu özelliklerini
(Nakhleh ve Krajcik, 1994); aynı zamanda atom ve moleküllerin
sayılarını, maddenin atomik yapısını ya da bağlanma teorisini
içeriyorsa (Johnstone, 1982); ve aynı zamanda eşitlik, denklem,
diyagram, moleküler düzeydeki çizimler, grafik, formüller ve
matematiksel işlemleri içermişse öğrencilerin yazdıkları bu
kategoride incelenmiştir.
*Mg metali üzerinde HCl ilave edildiğinde, MgCl2 tuzu oluşmuş ve
hidrojen gazı açığa çıkmış (MAS) ve şu tepkime gerçekleşmiştir. Mg
+ HCl MgCl2 + H2 (SES). Bu değişim kimyasaldır çünkü başlangıçta
asit olan HCl, Mg levha ile tepkime vererek asit özelliğini
kaybetmiş ve hidrojen gazı oluşmuştur. Önce levha halinde olan Mg
ise Cl ile yeni bağlar oluşturarak MgCl2 tuzunu oluşturmuştur.
Tepkime sonunda yeni maddeler oluşmuştur ve eski haline
döndürülemez. Her madde kimlik özelliğini kaybetmiştir (MİS).
Yapılan analizler sonucunda ortaya çıkan sonuçlar, bulgular
kısmında iddialar şeklinde verilmiştir. İddialar, yapılan birkaç
basamaktan sonra ortaya konulmuştur. İlk olarak öğrencilerin her
bir deneyi baştan sona okunmuştur. İkinci adımda, gösterimler
kodlanmış (örneğin, MAS, MİS, SYM, MAS-SYM, MAS-MİS-SYM vs.) ve
sayılmıştır. Yapılan ilk analizlerde, öğrencilerin başlangıç
soruları ve iddia kısımlarında çok fazla gösterim kullanmadıkları
belirlenmiştir. Bu yüzden analizlerde, ATBÖ öğrenci şablonundaki
yöntem, veri, kanıt ve yansıtma kısımlarındaki gösterimler dikkate
alınmıştır. Üçüncü adımda, tablolar ve yüzdeler oluşturulmuştur.
Dördüncü adımda, “örüntü oluşturma, değişkenler arasındaki
ilişkileri belirleme ve bir dizi kanıt inşa” etme taktikleri
kullanılarak iddialar geliştirilmiştir (Miles, Huberman ve Saldana,
2013).
Süreç
-
217 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
Çalışma, Genel Kimya dersi kapsamında 4 hafta boyunca haftada 2
saat olacak şekilde yürütülmüştür. Çalışmada kullanılan sanal kimya
laboratuvarı, bu programı tasarlayan bilim insanlarından (Tatlı ve
Ayas, 2013) izin alınarak kullanılmıştır. Çalışmanın başlangıcında
öğrencilere ATBÖ yaklaşımı ve bu yaklaşımın öğrenci formatı ile
ilgili bilgi verilmiştir. Bu bağlamda öğrencilere öncelikle öğrenci
şablonu açıklanmış sonrasında ise kimya dersi ile ilgili olmayan
bir konuda etkinlik yaptırılmıştır (Burke, Greenbowe ve Hand,
2005). Sonrasında ise ATBÖ yaklaşımı kullanılarak hazırlanmış bir
öğrenci rapor örneği öğrencilere sunulmuştur.
Her bir uygulama, Tablo 4’te gösterildiği gibi laboratuvar
öncesi, laboratuvar esnası ve laboratuvar sonrası etkinliklerini
içermektedir. Sınıfa gelmeden önce, öğretmen adaylarının başlangıç
sorularını, bu sorulara cevap bulabilmek için yöntem kısmını
belirlemeleri ve ön kavram haritalarını çizmeleri gerekmektedir.
Sınıfa geldiklerinde ise öğretmen adayları başlangıç sorularını ve
yöntemi grup üyeleriyle tartışmaktadır. Öğrencilere kullanacakları
malzemelerin listesi verilerek deneylerini dizayn etmeleri
istenmektedir. Sonrasında sanal kimya laboratuvarını kullanarak
deneylerini yapmaları ve verilerini kaydetmeleri beklenmektedir. Bu
bağlamda, öğrenciler sanal kimya laboratuvarını kullanarak
gözlemlerini yapmakta ve verilerini ATBÖ raporlarına
kaydetmektedir. Sonrasında ise öğrencilerden iddialarını yapmaları
ve iddialarını destekleyecek kanıtlarını üretmeleri beklenmektedir
(Hand ve diğerleri, 2017). Bu bağlamda, öğrencilerin verilerini
gerekçelendirerek kanıtlarını oluşturmaları gerekmektedir. Bu
esnada, öğretmen adayları küçük grup ve sınıf tartışmaları
yapmakta, laboratuvar etkinlikleriyle argümanlarını ve öğrenme
amaçlı yazma etkinlikleriyle kendi anlamalarını oluşturmaktadır.
Öğrencilerden laboratuvar etkinliklerini bitirdikten sonra en az üç
farklı kaynağı (İnternet, ders kitapları vs) kullanarak kendi
fikirlerini bu kaynaktaki bilgilerle karşılaştırmaları,
açıklamaları, iddia ve kanıtlarını desteklemeleri ya da çürütmeleri
istenmektedir. Ayrıca, öğrencilerden son kavram haritalarını inşa
etmeleri beklenmektedir. Bütün bu süreç boyunca, öğretmen
adaylarına çoklu gösterimleri metin içerisinde nasıl kullanacakları
ya da nasıl yerleştirecekleri hakkında herhangi bir bilgi
verilmemiştir.
Tablo 4. ATBÖ öğrenci şablonu ve laboratuvar öncesi, laboratuvar
esnası ve laboratuvar sonrasında öğrenciden istenenler
Laboratuvar etkinliklerinin zaman çizelgesi
ATBÖ Öğrenci Şablonu
Öğrenciden istenenler
Laboratuvar Öncesi
1.Başlangıç soruları (bireysel) 2.Yöntem (bireysel)
Öğrenciler, a) Bireysel başlangıç soruları hazırlar. b)
Başlangıç sorularına cevap bulabilmek için yöntem araştırır. c)
Yöntem için alınması gereken önlemleri belirler. d) Ön kavram
haritasını çizer.
Laboratuvar Esnası
1.Başlangıç soruları (grup) 2.Yöntem (grup)
Öğrenciler, a) Tahtaya araştırmak istedikleri soruları yazar. b)
Sınıfça hangi soruların inceleneceği tartışır. c) Öğrenciler,
sorularını test edebilmek için nasıl bir yol izleyeceklerine karar
verir.
3.Gözlemler-Ne gördüm?
Öğrenciler, a) Veri toplamak ve deney yapmak için gruplara
ayrılır. b) Bağımlı ve bağımsız değişkenleri içeren grup ve sınıf
tablosu hazırlar. c) Verileri analiz etmek için örüntü ve
anormalliklere bakar. d) Verilerde anormallik varsa deneyi tekrar
uygular. e) Grafikler oluşturur ve sonuçları yorumlar.
4.İddialar- Ne iddia edebilirim? 5.Kanıt-Nasıl bilebilirim?
Neden bu tür iddialarda bulunuyorum?
a) Grup içerisindeki her öğrenci verilere ve gözlemlere dayalı
olarak iddia ve kanıtlar oluşturur. b) Grup olarak öğrenciler kendi
iddia ve kanıtlarını paylaşırlar ve sonunda grup iddia ve
kanıtlarını oluştururlar. c) Her bir grup sırasıyla diğer gruplara
araştırdıkları soruyu, ne yaptıklarını ve araştırma sonucunda ne
iddia ettiklerini anlatır. Her bir grup iddialarını kanıtlarla
destekler.
Laboratuvar sonrası
6.Okuma/karşılaştırma-Benim fikirlerim diğer
Öğrenciler, a) En az üç kaynak (örneğin, İnternet, ders
kitapları, makaleleri vs) kullanarak laboratuvarda öğrendikleri
bilgileri, iddia ve kanıtları açıklar, doğrular ya da çürütür.
b)
-
218 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
fikirlerle nasıl kıyaslanabilir? 7.Yansıtma-Benim fikirlerim
nasıl değişti?
ATBÖ şablonunu kullanarak laboratuvar raporlarını tamamlar. c)
Son kavram haritasını çizer.
Tablo 4’te de görüldüğü gibi, ATBÖ raporları laboratuvar
etkinlik öncesi, esnası ve sonrası olmak üzere üç aşamada
hazırlanmıştır. Bu bağlamda, ön kavram haritaları ve bireysel
başlangıç soruları derse gelmeden önce hazırlanırken, sınıf
başlangıç soruları, yöntem, gözlem, iddia ve kanıt kısımları ders
esnasında hazırlanmıştır. En az üç kaynaktan okuma ve yansıtma
kısımları ve son kavram haritaları ise ders bittikten sonraki
zamanda tamamlanmıştır. Ayrıca, uygulamalar esnasında grup
çalışması yapılmasına rağmen, laboratuvar raporları bireysel olarak
hazırlanmıştır.
BULGULAR
Bu kısımda, sınıf öğretmen adaylarının çoklu gösterimleri
kullanma durumları yazılı argümanlarının incelenmesinin ardından üç
iddia olarak belirlenmiştir.
İddia 1. Sembolik Seviye Öğrencilerin Raporlarında Önemli Bir
Role Sahiptir
Öğrencilerin tüm laboratuvar raporlarındaki çoklu gösterimler
incelediğinde, Tablo 5’te görüldüğü gibi, öğrencilerin makroskobik,
mikroskobik ve sembolik seviyedeki gösterimler arasında en fazla
sembolik seviyeyi kullandıkları görülmektedir. Tablo
incelendiğinde, tekli gösterimler arasında, öğrencilerin sembolik
seviyeyi %52, makroskobik seviyeyi %47 ve mikroskobik seviyeyi %0,6
olarak kullandıkları tespit edilmiştir. İkili gösterimler
incelendiğinde, gösterimlerin büyük bir çoğunluğunun
makroskobik-sembolik seviyedeki (%97) ikili gösterimlerden oluştuğu
görülmektedir. Aynı şekilde, üçlü gösterimlere bakıldığında
öğrencilerin makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviyedeki
gösterimleri bağlantılı olarak kullandıkları anlaşılmaktadır. Elde
edilen bulgulardan yola çıkarak, sembolik seviyenin bu gösterimler
arasında referans noktası olarak görülebileceği ve bu seviyenin
makroskobik ve mikroskobik gösterimleri bağlantılı olarak
kullanmada önemli olduğu söylenebilir.
Tablo 5. Çoklu gösterimlerin laboratuvar raporlarındaki
kısımlara ayrılması
ATBÖ Basamakları (N=2164)
TEKLİ GÖSTERİM (N=508)
İKİLİ GÖSTERİM (N=1100)
ÜÇLÜ GÖSTERİM (N=522)
MAS (N=241)
(%47)
MİS (N=3) (%0,6)
SES (N=264)
(%52)
MAS-SES (N=1066)
(%97)
MAS-MİS (N=34)
(%3)
MAS-MİS-SES (N=522) (%100)
YÖNTEM (N=370) (% 17,1)
86 (%35,6)
0 (%0)
25 (%9,5)
257 (%24)
0 (%0)
2 (%0,38)
GÖZLEM (N=707) (% 32,7)
34 (% 14,1)
0 (%0)
154 (%58,3)
373 (% 34)
2 (%5,8)
144 (%27,6)
KANIT (N=630) (% 29,1)
68 (%28,2)
0 (%0)
70 (%26,5)
280 (% 26)
11 (% 32,4)
201 (% 38,5)
YANSITMA (N=457) (% 21,1)
53 (%21,9)
3 (%100)
15 (%5,6)
190 (% 17)
21 (% 61,7)
175 (% 33,5)
İddia 2. Sembolik Seviye, Makroskobik ve Mikroskobik Gösterimler
Arasında Bir Köprü Görevi Görmektedir
-
219 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
Tablo 6’da görüldüğü gibi, öğrenciler gözlemlenebilir olayları
(makroskobik seviye), ya kimyasal denklemlerle, çizimlerle ya da
kimyasal sembollerle birleştirmişlerdir.
Tablo 6. Öğretmen adaylarının içerik olarak gösterimleri
kullanma durumları
Tekli Gösterimler İkili Gösterimler Üçlü Gösterimler
MAS MİS SES MAS-SES MAS-MİS MAS-MİS-SES *Gaz çıkışı *Çökelek
oluşumu *Renk değişimi
*İyonlar, atomlar ya da moleküller ile ilgili açıklama
*Denklemler *Maddelerin kimyasal gösterimleri * Grafikler
*Makroskobik ve mikroskobik düzeydeki çizimler
*[Kimyasal reaksiyonlarda renk değişimi ya da gaz oluşumu ya da
çökelek meydana gelmesi (MAS)-kimyasal denklemler (SES)]
*[Reaksiyonun moleküler düzeydeki çizimi (SES)- çizimin açıklanması
(MAS)]
*[Kimyasal reaksiyonlarda renk değişimi ya da gaz oluşumu ya da
çökelek meydana gelmesi (MAS)-bağların nasıl oluştuğu ya da
elektronların, moleküllerin nasıl hareket ettiği ile ilgili
açıklama (MİS)
*Renk değişimi (MAS)- kimyasal denklemler (SES)- renk
değişiminin nasıl olduğunu moleküler düzeyde açıklama (MİS) *Gaz
oluşumu, renk değişimi ya da çökelek oluşumu (MAS)-moleküler ya da
makroskobik düzeydeki çizimler (SES)-çizimlerdeki elektronların ya
da moleküllerin nasıl hareket ettiği ile ilgili açıklama (MİS)
Öğrencilerin makroskobik ve sembolik seviyedeki gösterimleri
birbirine nasıl bağlantılı olarak yazdıkları incelendiğinde
öğrencilerin sembolik seviyedeki olayı yazdığı sonrasında ise bu
olayı açıklayabilmek için makroskobik seviyedeki olayları
kullandıkları görülmektedir. Örneğin, Şekil 3’te, kimyasal
reaksiyonlarla ilgili bir deneyde, öğrenci öncelikle Zn metali ile
HCl arasında gerçekleşen reaksiyonun kimyasal denklemini yazmış ya
da moleküler boyuttaki gösterimlerini çizmiştir (SES). Zn metali
ile HCl arasında gerçekleşen reaksiyon sonucunda hidrojen gazının
açığa çıktığını ve Zn metalinin bir süre sonra bittiğini
gözlemlemiştir (MAS). Bu olayı ise kimyasal bir olay olarak
nitelendirmiştir. Ayrıca, Şekil 3’te Ö41 kodlu öğrencinin
kullandığı çoklu gösterim incelendiğinde, öğrencinin sanal kimya
laboratuvarında gösterilen gösterimleri olduğu gibi raporuna
geçirmediği söylenebilir. Çünkü, Tablo 2 incelendiğinde, Zn
metalinin HCl ile etkileşmesi etkinliğinde makroskobik, mikroskobik
ve sembolik (MAS-MİS-SES) seviyedeki gösterimler birbiriyle
bağlantılı olarak gösterilirken, Ö41 kodlu öğrenci, gözlem kısmında
sadece makroskobik ve sembolik (MAS-SES) seviyedeki gösterimleri
birbiriyle bağlantılı olarak laboratuvar raporunda
göstermiştir.
-
220 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
ŞEKİL 3. Ö41 kodlu öğrencinin gözlem kısmında kullandığı MAS-SES
seviye örneği
Öğrenciler, kimyasal reaksiyonların sınıflandırılması
deneylerinde (örneğin çözünme çökelme deneyinde), şeffaf renkteki
potasyum iyodür (KI) ile kurşun (II) nitrat (Pb(NO3)2) reaksiyonu
sonucunda sarı renkli kurşun (II) iyodür (PbI2) çökeleğinin meydana
geldiğini (MAS) ve bu reaksiyonun kimyasal eşitliğini yazmıştır
(SES). Burada öğrencilerin, sembolik seviyedeki gösterimleri
makroskobik seviyedeki gösterimleri açıklamak için kullandıkları
anlaşılmaktadır. Şekil 4’te Ö5 kodlu öğrencinin cevabı örnek olarak
sunulmuştur.
ŞEKİL 4. Ö5 kodlu öğrencinin gözlem kısmında kullandığı MAS-SES
seviye örneği
Öğrencilerin makroskobik, sembolik ve mikroskobik seviyedeki
gösterimleri birbirlerine nasıl bağlantılı bir şekilde yazdıkları
incelendiğinde, öncelikle makroskobik seviyedeki (renk değişimi,
gaz çıkışı, çökelek oluşumu vs.) olayı yazdıkları sonrasında
bununla ilgili bir çizim, denklem, grafik ya da maddelerin
formüllerini kullanarak sembolik seviyedeki gösterimleri
kullandıkları görülmektedir. Sonrasında ise bu sembolik seviyedeki
gösterimlerin mikroskobik
-
221 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
seviyede nasıl gerçekleştiğini, atomları, elektronları ya da
molekülleri kullanarak açıklamaya çalışmışlardır. Örneğin, Şekil
5’te görüldüğü gibi, fiziksel değişimlerle ilgili bir deneyde,
öğrenciler mavi renkli bakır (II) sülfat pentahidrat (CuSO4.5H2O)
maddesini ısıtmış ve renginin beyaza döndüğünü kayıt etmiştir
(MAS). Sonrasında soğumaya bırakmışlar ve beherglası
çalkalamışlardır. Bu esnada renginin tekrar maviye döndüğü
gözlemlemişlerdir. Öğrenciler, makroskobik seviyede gözledikleri bu
olayları kaydetmiş, sonrasında ise bununla ilgili çizimleri,
maddelerin sembollerini kullanarak yazmışlardır (SES). Öğrenciler,
olayın nasıl gerçekleştiğini açıklamak için, bakır (II) sülfat
pentahidrat (CuSO4.5H2O) maddesindeki su moleküllerinin ısıtma
esnasında ortamdan uzaklaştığını, su molekülleri ile bakır (II)
sülfat (CuSO4) arasındaki bağların koptuğunu (MİS) ve mesafenin
arttığını, renginin bu sebeple beyaza döndüğünü (MAS), bakır (II)
sülfat (CuSO4)’tın nem çekici özelliğinden dolayı maddenin
beherglas içinde sallanması esnasında havanın nemini çekerek tekrar
mavi rengine döndüğü ifade etmiştir. Ayrıca, öğrenciler, bu olayın
maddenin sadece dış görünüşünde bir değişim meydana getirdiği için
fiziksel bir tepkime olduğunu ifade etmiştir. Şekil 5’te Ö5 kodlu
öğrencinin verdiği cevap yer almaktadır. Ö5 kodlu öğrencinin, Şekil
4 ve Şekil 5’teki gösterimleri incelendiğinde, çözünme-çökelme ve
CuSO4.5H2O bileşiğinin ısıtılması etkinliklerinde sanal kimya
laboratuvarındaki gösterimleri kullandığı söylenebilir. Çünkü,
Tablo 2’de de açıklandığı gibi, sanal kimya laboratuvarında
çözünme-çökelme etkinliğinde makroskobik ve sembolik seviyedeki
gösterimler birbirleriyle bağlantılı (MAS-SES) olarak
gösterilirken, CuSO4.5H2O bileşiğinin ısıtılması etkinliğinde
makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviyedeki gösterimler
birbiriyle bağlantılı (MAS-MİS-SES) olarak gösterilmiştir. Ö5 kodlu
öğrenci ise çözünme çökelme etkinliğinde makroskobik ve sembolik
seviyedeki gösterimleri bağlantılı olarak kullanırken (MAS-SES),
CuSO4.5H2O bileşiğinin ısıtılması etkinliğinde makroskobik,
mikroskobik ve sembolik seviyedeki gösterimleri bağlantılı olarak
kullanmıştır (MAS-MİS-SES).
ŞEKİL 5. Ö5 kodlu öğrencinin kanıt kısmında kullandığı
MAS-MİS-SES seviye örneği
Başka bir deneyde, yükseltgenme indirgenme etkinliğinde, Şekil
6’da görüldüğü gibi öğrenci deney ile ilgili çizimleri yapmış ve
deney denklemini yazmıştır (SES). Çam ağacının üzerinde gümüş (Ag)
biriktiği için renginin griye döndüğünü belirtmiştir (MAS).
Sonrasında ise kimyasal denklemde bakırın (Cu) 2 elektron vererek
yükseltgendiğini ve gümüşün (Ag) 1 elektron alarak indirgendiğini
ifade etmiştir. Meydana gelen bu elektron alışverişinden (MİS)
dolayı bu tepkimenin bir yükseltgenme indirgenme tepkimesi olduğu
ifade edilmiştir. Ö29 kodlu öğrencinin yükseltgenme indirgenme
etkinliğindeki gösterimleri incelendiğinde, öğrencinin sanal kimya
laboratuvarında gösterilen gösterimleri olduğu gibi kullanmadığı,
bu gösterimlerin ötesine geçtiği söylenebilir. Çünkü, bu etkinlikte
sanal kimya laboratuvarında makroskobik ve
-
222 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
sembolik seviyedeki gösterimler birbiriyle bağlantılı olarak
kullanılırken (MAS-SES), öğrencinin kanıt kısmında mikroskobik
seviyedeki gösterimleri de ekleyerek makroskobik, mikroskobik ve
sembolik seviyedeki gösterimleri birbiriyle bağlantılı
(MAS-MİS-SES) olarak kullandığı anlaşılmaktadır.
ŞEKİL 6. Ö29 kodlu öğrencinin kanıt kısmında kullandığı
MAS-MİS-SES seviye örneği
Yukarıda verilen örnekler, öğrencilerin sembolik seviyeyi,
görünür olaylar (makroskobik seviye) ve gözle görünemeyen olaylar
(mikroskobik seviye) arasında bir köprü gibi kullandıklarını
göstermektedir.
İDDİA 3. Öğrenciler çoklu gösterimleri seçerek kanıt ve yansıtma
kısımlarında birbirine bağlantılı bir şekilde kullanmıştır
Tablo 5, öğrencilerin gösterimleri ATBÖ yönteminin hangi
kısımlarında kullandıklarını göstermektedir. Tablo 5’te de
görüldüğü gibi öğrenciler, gösterimlerin çoğunluğunu gözlem
kısmında yazmış (% 32,7), kanıt ve yansıtma kısımlarında daha az
oranda gösterim kullanmıştır. Bu bağlamda, gözlem kısmında
gösterimlerin %32,7’sini kullanırken, kanıt ve yansıtma
kısımlarında sırasıyla % 29,1 ve % 21,1 kullanmıştır. Buradan yola
çıkarak, öğrencilerin kanıt ve yansıtma kısımlarında, gözlem
kısmında kullandıkları gösterimlerin hepsini kullanmadığı ve bu
gösterimleri seçtikleri söylenebilir.
Yine aynı tablo incelendiğinde, öğrencilerin sembolik seviyedeki
tekli gösterimleri ve makroskobik-sembolik seviyedeki ikili
gösterimleri en fazla gözlem basamağında kullandığı (%58,3), kanıt
(%26) ve yansıtma (%5,6) kısımlarında bu oranın azaldığı
anlaşılmaktadır. Tekli ve ikili gösterimlerin oranının kanıt ve
yansıtma aşamalarında azalmasına rağmen, üçlü gösterimlerin
oranlarının artığı gözlemlenmektedir. Tablo 5’te de görüldüğü gibi,
üçlü gösterimlerin gözlem aşamasında kullanılma oranı % 27,6 iken,
kanıt ve yansıtma aşamalarında bu oran sırasıyla % 38,5 ve %
33,5’tür. Buradan yola çıkarak, öğrencilerin, gözlem aşamasındaki
çoklu gösterimleri seçerek kanıt ve yansıtmada daha bağlantılı bir
şekilde kullandıkları söylenebilir.
-
223 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
TARTIŞMA VE SONUÇ
Bu çalışmada, sınıf öğretmen adaylarının yazılı argümanları
incelenerek onların makroskobik, mikroskobik ve sembolik seviyedeki
gösterimleri nasıl kullandıkları belirlenmeye çalışılmıştır.
Çalışma sonucunda öğrencilerin gösterimler arasında sembolik
seviyeyi ağırlıklı olarak kullandıkları ve sembolik seviyenin diğer
gösterimlerle bağlantılı olarak kullanmada anahtar bir role sahip
olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, öğrencilerin kanıt ve yansıtma
kısımlarında daha çok bağlantılı gösterimler kullandıkları ortaya
çıkmıştır.
Kimya, gösterimlere dayalı ve sembolik bir disiplindir (Kozma ve
Russell, 1997). Buna karşın yapılan çalışmalar öğrencilerin kimya
kavramlarını makroskobik seviyede yapılandırmaya ya da açıklamaya
daha meyilli olduğunu göstermektedir (Hinton ve Nakhleh, 1999;
Jaber ve BouJaoude, 2012; Nakhleh ve Krajcik, 1994). Bu bağlamda,
bu çalışmada elde edilen sonuçlar, literatürü desteklememektedir.
Aslında, ortaya çıkan sonuç kimyanın sembolik yapısı düşüldüğünde
çok şaşırtıcı bir durum değildir; çünkü, kimyanın sembolik yapısı
öğretmenlerin ve bilim insanlarının olayları ve olguları
başkalarıyla tartışmada ve iletişime geçmede kullandıkları temel
bir dildir (Kozma ve Russell, 1997; Taber, 2009). ATBÖ yaklaşımı,
öğrencilerin fen konularıyla ilgili kavramsal anlamalarını
yapılandırırken bütün gösterimsel formlarda dilin kullanımını
vurgulayan bir yaklaşımdır (Hand, Park, Suh ve Bae, 2017) ve bu
yaklaşımda dilsiz bir bilimin olmayacağı vurgulanmaktadır (Norris
ve Phillips, 2003). Bu bağlamda, ATBÖ yaklaşımdaki öğrenme ortamı
öğrencilerin sembolik dili öğrenme ve kullanmasına yardımcı olmuş
olabilir.
Çalışmada ortaya çıkan diğer bir sonuç, öğrencilerin sembolik
seviyedeki gösterimleri makroskobik ve mikroskobik seviyedeki
gösterimler arasında bir köprü olarak kullandıklarıdır. Bu bağlamda
öğrenciler öncelikle makroskobik seviyedeki olayları sembolik
seviye ile ilişkilendirmişler sonrasında ise mikroskobik düzeyde
açıklama yapmışlardır. İlgili alan yazın incelendiğinde, sembolik
seviyenin mikroskobik ve makroskobik seviye arasında bir
arabuluculuk görevi yapabileceğinden bahsedilmektedir (Taber, 2009;
2013). Bu bağlamda, sembolik seviyenin açıklanmasındaki
belirsizliğin (sembollerin hem makroskobik hem de mikroskobik
seviyede açıklanabileceği) buna sebebiyet vereceğinden
bahsedilmiştir (Taber, 2009). Başka bir ifadeyle, bir kimyasal
denklem hem makroskobik seviyede hem de mikroskobik seviyede
açıklanabilmektedir. Örneğin, Mg (k) + HCl(aq) MgCl2(k) + H2(g)
kimyasal denklemini yazarak öğrenciler makroskobik seviyede
görebilecekleri reaksiyonu direk olarak mikroskobik seviye sayılan
molekül ya da diğer parçacıklara (iyon vs) bağlantılayabilmektedir.
Bu durumda sembolik seviye, bir orta seviye olarak maddeler ve
parçacıklar arasındaki ilişkiyi göstermektedir (Taber, 2009).
Yapılan bu çalışmada öğrenciler, kimyanın temel prensiplerini
kullanarak sembolik seviyedeki denklemleri, grafikleri, çizimleri
açıklamaya ve yorumlaya çalışmışlardır. Buna göre öğrenciler bu
açıklamaları ve yorumlamaları yaparken makroskobik ve mikroskobik
seviyedeki olayları birbirine bağlantılı yazmış olabilirler.
Çalışmada ortaya çıkan diğer bir sonuç ise öğrencilerin gözlem
aşamasında daha çok tekli ya da ikili gösterim kullanmalarına
rağmen, kanıt ve yansıtma kısımlarında daha çok üçlü gösterim
kullandıklarıdır. Buna göre öğrenciler kanıt ve yansıtma
kısımlarında daha çok bağlantılı gösterim kullanmışlardır. Yapılan
çalışmalar, çoklu gösterimlerin öğrencilerin iddialarını kanıtlamak
isterken önemli bir role sahip olduklarını, çoklu gösterimleri
kanıt kısmında kullanan öğrencilerin iddialarını kanıtlamak için
daha güçlü bağlantı ve daha kapsamlı yazılı argüman yaptıklarını
ortaya çıkarmıştır. (Hand ve Choi, 2013). Kozma ve Russell (1997),
çoklu gösterim becerilerini geliştirmek için, çoklu gösterimleri
üretmelerini veya verilen bir dizi gösterim arasından seçmelerini
ya da gösterimleri iddialarını kanıtlarken kullanılmasını
önermektedir. Ayrıca, konuşma ve yazma etkinliklerinin müfredata
eklenmesi önerilmiştir (Kozma ve Russell, 1997). ATBÖ yaklaşımında,
öğrencilerden başlangıç soruları, iddiaları ve kanıtlarını
birbiriyle bağlantılı olarak kullanmaları, kanıt ve yansıtma
kısmında mantıklı açıklamalar yapmaları beklenmektedir. Bu
bağlamda, ATBÖ yaklaşımı öğrencilere çoklu gösterimlerini
geliştirmek için bir fırsat sunmuş olabilir çünkü öğrenciler gözlem
kısmında yazmış oldukları gösterimlerin hepsini kanıt ya da
yansıtmada kullanmamıştır. Bu durum öğrencilerin gösterimleri
seçtiğini ortaya koymuş olabilir. Ayrıca, bu yaklaşımda
öğrencilerden
-
224 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
kanıt ve yansıtma kısımlarında düzgün Türkçe kullanarak mantıklı
açıklama yapmaları beklenmektedir. Bu bağlamda, mantıklı açıklama
yaparken kullandıkları dil farklı gösterimleri bir arada tutan bir
tutkal görevi yapmış olabilir (Kozma ve Russell, 1997). Ayrıca,
Ardaç ve Akaygun’un (2004) ifade ettiği gibi öğrencilerin
gösterimleri açıklayabileceği ve farklı seviyedeki gösterimleri
birleştirebileceği bir yansıtma kısmının olması, öğrencilerin bu
gösterimleri birbirleriyle ilişkilendirmesine yardımcı olmuş
olabilir.
Bu çalışmadan elde edilen bulgular sonucunda, öğrencilerin
sembolik seviyedeki gösterimleri açıklamaları ve yorumlamaları
konusunda cesaretlendirilmeleri, çoklu gösterimleri birbirleriyle
daha bağlantılı kullanmaları için öğrencilerin bu gösterimleri
iddia ve kanıtlarına destek amaçlı olarak kullanmaları ve bu
gösterimlerin anlamlarını yansıtmaları konusunda
cesaretlendirilmeleri önerilmektedir. Ayrıca, farklı seviyedeki
öğrencilerin (alt, üst ve orta) argümanlarının kalitesiyle çoklu
gösterimleri kullanmaları arasında herhangi bir ilişki olup
olmadığı araştırılabilir. Öğrencilerin yazma ve konuşmalarında
argümanlarının kalitesi ve gösterimsel uzmanlıkları arasında
herhangi bir ilişki olup olmadığı araştırılabilir. Bunlar arasında
herhangi bir ilişki varsa hangi açılardan yazma ve konuşmanın,
argümanın oluşmasını ve gösterimsel uzmanlığı desteklediği
araştırılabilir. Ayrıca, öğrencilerin kavramsal anlamaları,
argümanlarının inşaası ve gösterimsel uzmanlık arasında herhangi
bir bağlantı olup olmadığı da araştırılabilir. Son olarak, sanal
kimya laboratuvarında kullanılan makroskobik, mikroskobik ve
sembolik seviyedeki gösterimlerin ne kadarını öğrencilerin
raporlarında kullandıkları ve ne kadarını kendilerinin ürettikleri
araştırılabilir. Böylelikle sanal kimya laboratuvarındaki
gösterimlerin öğrencilerin gösterimleri kullanma üzerindeki
etkileri incelenebilir.
KAYNAKÇA
Acar Sesen., & Tarhan, L. (2013). Inquiry-based laboratory
activities in Electrochemistry: High school students' achievements
and attitudes. Research in Science Education, 43, 413-415.
Ardac, D., & Akaygun S. (2004). Effectiveness of
multimedia-based instruction that emphasizes molecular
representations on students’ understanding of chemical change.
Journal of Research in Science Teaching, 41, 317-337.
Chandrasegaran, A. L., Treagust, D. F., & Mocerino, M.
(2008). An evaluation of a teaching intervention to promote
students’ ability to use multiple levels of representation when
describing and explaining chemical reactions. Research in Science
Education, 38(2), 237- 248.
Chittleborough, G. (2014). The development of theoretical
frameworks for understanding the learning of chemistry. In I.
Devetak and S. A. Glazar (Eds.), Learning with Understanding in the
Chemistry Classroom (25-40). The Netherlands: Springer.
Gabel, D. (1999). Improving teaching and learning through
chemistry education research: A look to the future. Journal of
Chemical Education, 76(4), 548-554.
Gilbert, J. K., & D. F. Treagust. (2009). Introduction:
Macro, submicro and symbolic representations and the relationship
between them: Key models in chemical education. In J. Gilbert, D.
Treagust (Eds.), Multiple Representations in Chemical Education
(1-10). The Netherlands: Springer.
Gunel, M., Kabatas-Memis, E., & Buyukkasap, E. (2010).
Effects of the science writing heuristic approach on primary school
students’ science achievement and attitude toward science course.
Education & Science, 35 (155), 49-62.
Hand, B., & Choi, A. (2010). Examining the impact of student
use of multiple modal representations in constructing arguments in
organic chemistry laboratory classes. Research in Science
Education, 40(1), 29–44.
Hand, B., Park, S., Kyung Suh, J., & Bae, Y. (2017). Teacher
orientation as a critical factor in promoting science literacy,
European Science Education Research Association, Dublin City
University, Dublin, Ireland, 21–25 August.
Hand, B., Wallace, C. W. & Yang, E. (2004). Using a science
writing heuristic to enhance learning outcomes from laboratory
activities in seventh-grade science: Quantitative and qualitative
aspects. International Journal of Science Education, 26(2),
131–149.
Hofstein, A., & Lunetta, V. N. (1982). The role of the
laboratory in science teaching: neglected aspects of research.
Review of Educational Research, 52, 201–217.
Hofstein, A. & Lunetta, V. N. (2004). The laboratory in
science education: Foundations for the twenty-first century.
Science Education, 88(1), 28-54.
http://espace.library.curtin.edu.au/R?func=dbin-jump-full&local_base=gen01-era02&object_id=219068http://espace.library.curtin.edu.au/R?func=dbin-jump-full&local_base=gen01-era02&object_id=219068
-
225 | YAMAN Öğrencilerin Sanal Kimya Laboratuvarı Kullanarak
Hazırladıkları Argümantasyona Dayalı Yazma Etkinliklerinin…
Jaber, L, Z., & BouJaoude, S. (2012) A macro–micro–symbolic
teaching to promote relational understanding of chemical reactions.
International Journal of Science Education, 34(7), 973-998.
Johnstone, A. H. (1982). Macro- and microchemistry. School
Science Review, 64, 377–379. Keys, C. W., Hand, B., Prain, V.,
& Collins, S. (1999). Using the science writing heuristic as a
tool for learning
from laboratory investigations in secondary science. Journal of
Research in Science Teaching, 36, 1065-1081.
Kingir, S., Geban, O., & Gunel, M. (2013). Using the science
writing heuristic approach to enhance student understanding in
chemical change and mixture. Research in Science Education, 43,
1645–1663.
Kozma, R. B., & Russell, J. (1997). Multimedia and
understanding: Expert and novice responses to different
representations of chemical phenomena. Journal of Research in
Science Teaching, 34, 949–968.
Lazarowitz, R., & Tamir, P. (1994). Research on using
laboratory instruction in science. In D. L. Gabel (Ed.), Handbook
of research on science teaching (pp. 94–127). New York:
Macmillan.
Merriam, S. B. (2009). Qualitative research: A guide to design
and implementation. San Francisco: Jossey-Bass.
Miles, M. B., Huberman, A. M., & Saldaña, J. (2013)
Qualitative data analysis: A methods sourcebook. Sage. Los
Angeles.
Nakhleh, M. & Krajcik, J.S. (1994) Influence of levels of
information as presented by different technologies on students’
understanding of acid, base, and PH concepts. Journal of Research
in Science Teaching, 31, 1077–1096.
Norris, S.P. & Phillips, L.M. (2003). How literacy in its
fundamental sense is central to scientific literacy. Science
Education, 87, 224–240.
Taber, K. (2009). Learning at the Symbolic Level. In J. Gilbert,
D. Treagust (Eds.), Multiple Representations in Chemical Education
(75-105). The Netherlands: Springer.
Taber, K. (2013). Revisiting the chemistry triplet: drawing upon
the nature of chemical knowledge and the psychology of learning to
inform chemistry education. Chemistry Education Research and
Practice, 14, 156-168.
Talanquer, V. (2011), Macro, submicro, and symbolic: the many
faces of the chemistry ‘‘triplet’’. International Journal of
Science Education, 33(2), 179–195.
Tatli, Z. (2011). Development, application and evaluation of
virtual chemistry laboratory experiments for chemical changes unit
at secondary school 9 th grade curriculum. PhD thesis, Karadeniz
Technical University, Turkey.
Tatli, Z., & Ayas, A. (2013). Effect of a virtual chemistry
laboratory on students' achievement. Educational Technology &
Society, 16 (1), 159–170.
Treagust, D. F., & A. Chandrasegaran. (2009). The efficacy
of an alternative instructional programme designed to enhance
secondary students' competence in the triplet relationship. In J.
Gilbert, D. Treagust (Eds.), Multiple Representations in Chemical
Education (151-168). The Netherlands: Springer.
Treagust, D. F., Chittleborough, G., & Mamiala, T. L.
(2003). The role of submicroscopic and symbolic representations in
chemical explanations. International Journal of Science Education,
25, 1353–1368.
Winn, W., & Jackson, R. (1999). Fourteen propositions about
educational uses of virtual reality. Educational Technology, 39, 4,
5-14.
http://espace.library.curtin.edu.au/R?func=dbin-jump-full&local_base=gen01-era02&object_id=219069http://espace.library.curtin.edu.au/R?func=dbin-jump-full&local_base=gen01-era02&object_id=219069